Чтобы предприятие работало нормально, его надо обеспечить электроэнергией, водой, сжатым воздухом, паром, холодом - всем тем, что предусматривается технологическим процессом. Это стоит денег и, бывает, немалых. На Западе такие расходы относят к fixed costs - фиксированным или постоянным издержкам. На практике они далеко не постоянны и колеблются по месяцам и дням в довольно широких пределах в зависимости от структуры выпускаемой продукции, от задействованной технологии.

В наших силах оказывать значительное воздействие на издержки производства. Установив более эффективный котел, мы снизим расходы на систему обогрева. Обеспечив герметичность трубопроводов, сократим расходы воды. А сфера применения, например, сжатого воздуха, по утверждению американского журнала «Plant Engineering», так широка, что проще назвать те производства, где он не используется. В ряде производств на компрессоры приходится до 25% общих расходов электроэнергии.

На крупных предприятиях производство сжатого воздуха обычно обеспечивается несколькими компрессорами. Когда компрессоры функционируют автономно, вне единой системы контроля, они работают не столь эффективно, как могли бы. При неравномерном потреблении сжатого воздуха значительной экономии электроэнергии можно достичь путем обеспечения строгого соответствия объема подачи воздуха потребности в нем в конкретный временной интервал. Оборудование каждого отдельно взятого компрессора собственной системой управления позволяет добиться определенной экономии, но не столь существенной.

Для эффективного управления требуется знание потребности предприятия в сжатом воздухе в привязке к графику производства, а также характеристик имеющихся компрессоров. Эффект даст только комплексная система управления, охватывающая все предприятие (или его отдельные автономные участки), которая в состоянии принимать решение, сколько компрессоров включить и в какой последовательности, чтобы удовлетворить потребности в производстве сжатого воздуха. Система контроля дает возможность оптимально перераспределять нагрузки между отдельными компрессорами в зависимости от их параметров в увязке с потребностью в сжатом воздухе в данное время.

Компрессорное оборудование.Промышленные компрессоры

Еще одно преимущество комплексной системы управления в том, что вся информация о состоянии каждого компрессора выводится на общий монитор. Диспетчер видит, какие компрессоры выключены, а какие включены и в каком режиме функционируют, какое давление воздуха в сети. Работа по текущему контролю и обслуживанию оборудования существенно облегчается. Больше не нужно собирать оперативную информацию, обходя оборудование, фиксируя сбои и выясняя их причину. Система анализирует данные и в случае, когда контролируемые параметры приближаются к критическому уровню, информирует об этом диспетчера. Если сбой все же произошел, то диспетчеру немедленно сообщается об этом одновременно с результатом диагностики. Остается лишь оперативно направить техника к конкретному компрессору с соответствующим инструментом и запасными частями.

Конечно, получить требуемое изменение давления сжатого воздуха на выходе, меняя нагрузку компрессоров, можно только с определенной степенью точности. Но современные технологии способны обеспечить довольно высокий уровень этой точности. Речь идет, в частности, о применении частотного преобразователя, меняющего скорость вращения двигателя компрессора в соответствии с потребностью в сжатом воздухе. Промышленные компрессоры с устройством частотного регулирования обеспечивают высокую эффективность работы как при полной, так и неполной нагрузках. В зависимости от стоимости электроэнергии, количества рабочих смен, степени использования компрессоров по времени и по нагрузке, объемов потерь сжатого воздуха срок окупаемости системы комплексного управления составит от 1 до3 лет.

Поскольку срок службы компрессоров достигает нескольких десятков лет, рано или поздно большинство из нас сталкиваются с проблемой морального старения оборудования, наступающего гораздо раньше, чем физический износ. Часто старые компрессоры оснащены системой ручного управления, имеют кнопку «включен-выключен» и мало что сверх этого. При любой поломке до начала собственно ремонта нередко много человекочасов уходит на диагностику. Модернизация, заключающаяся в оснащении старых компрессоров современными системами контроля, позволяет буквально вдохнуть новую жизнь в оборудование. Устанавливаемая автоматика обеспечивает сбор исходной информации о состоянии компрессора и передачу ее на центральный пульт. При возникновении неполадок все необходимые для диагностики данные выводятся на экран компьютера. Все характеристики в их динамике и взаимосвязи также отображаются графически. Оператору доступна и архивная информация, охватывающая историю компрессора в части предыдущих сбоев, ремонтов и т.п. При аварии центральный компьютер немедленно оповещает об этом весь необходимый персонал, в частности диспетчера и специалистов по ремонту. Данные по запросу могут быть переданы любому ответственному лицу на предприятии. Возможность передачи информации специалистам на домашний компьютер исключает необходимость экстренного их прибытия на завод, например в случае ночной аварии. Оперативность принятия мер при этом значительно возрастает.

Мировые лидеры по производству компрессорного оборудования активно применяют современные средства контроля и управления их работой. Так, компания «Атлас Копко» в своих разработках успешно использует электронный регулятор Electronikon. Электронный регулятор выполняет следующие основные функции: регулирование производительности компрессора, контроль подлежащих техническому обслуживанию компонентов, автоматический повторный пуск после сбоя в подаче электроснабжения, разрешение пуска, программный пуск компрессора в течение рабочей недели. При наличии нескольких компрессоров регулятор создает возможность создания централизованной системы управления, которая будет координировать работу отдельных компрессоров и дополнительного оборудования, как единого целого. Регулятор поддерживает давление в сети так, чтобы оно находилось между программируемыми предельными значениями или точно равнялось заданной величине. Управление производится путем автоматической нагрузки и разгрузки компрессора либо путем изменения скорости вращения основного привода в зависимости от потребления сжатого воздуха. Основные параметры, например давление разгрузки и нагрузки, минимальное время останова, максимальное количество пусков электродвигателя, программируются заранее и обеспечивают надежность и долговечность функционирования. С целью снижения энергопотребления регулятор останавливает компрессор в случаях, когда ожидаемая продолжительность периода разгрузки превышает запрограммированный уровень, и производит повторный пуск после падения давления в сети. В компрессоре предусмотрены несколько датчиков температуры и давления. Если одно из измеряемых датчиками значений превысит уровень защитного останова, компрессор будет остановлен после предупредительного сообщения оператору или на центральный пульт управления. В зависимости от типа компрессора регулятор производит защитный останов также при перегрузке двигателя осушителя или двигателей вентиляторов. После останова регулятор предотвращает повторный пуск двигателя в течение запрограммированного периода времени. Поступившая в этот период команда пуска запоминается и выполняется по истечении этого периода. Кроме того, память блока управления хранит причины нескольких последних отключений или предупреждений, что позволяет оперативно проводить диагностику и устранение неисправностей функционирования или ошибок эксплуатации.

Электронные датчики, установленные в ключевых местах компрессора, передают встроенному микропроцессору информацию о температуре и давлении. Микропроцессор непрерывно контролирует состояние всей компрессорной системы по получаемым данным, автоматически регулирует и управляет компрессором, обеспечивая оптимальную производительность и экономичность. За счет минимизации времени холостого хода, по оценке специалистов, достигается экономия энергии до 10%. Система Elektronikon также заранее напоминает о необходимости техобслуживания и помогает его планировать. Результатом использования регулятора Elektronikon является сокращение потребления энергии, уменьшение износа, увеличение интервалов времени между обслуживанием. Этими регуляторами оснащены практически все компрессоры «Атлас Копко».

Сложные системы автоматизации основных технологических процессов активно внедряются на предприятиях на протяжении нескольких десятилетий. Потенциальная выгода от применения аналогичных систем во вспомогательном производстве осознается несколько медленнее. Знание того, где, когда и в каком объеме должны потребляться и реально потребляются сжатый воздух, вода, тепло, холод и другие совсем не дешевые энергоресурсы, позволяет оптимизировать работу отдельных систем и снизить общие издержки производства. Системы комплексного контроля - надежный инструмент для персонала, ответственного за обеспечение четкой и экономичной деятельности предприятия.